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1、YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1高频电子线路实验课件YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 一 实验目的1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱2.熟悉谐振回路的幅频特性分析-通频带与选择性3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展4.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 二 实验原理晶体管集电极负载通常是一个由LC组成的并联谐振电路。由于LC并联谐振回路的阻抗是随着频率变化而变化。理论上可以分析，并联谐振在谐振频率处呈现纯阻，并达到最大值，即放大器在回路谐
2、振频率上将具有最大的电压增益。若偏离谐振频率，输出增益减小。总之，调谐放大器不仅具有对特定频率信号的放大作用，同时一也起着滤波和选频的作用。其电路如图-所示。图- 单调谐放大电路 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 二 实验原理质量指标谐振频率谐振增益通频带选择性YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 三 实验仪器1.双踪示波器2.扫频仪扫频仪3.高频频信号发发生器4.高频频毫伏表5.万用表6.实验板YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 四 实验内容及步骤1.实验电实验电 路见图见图 1
3、-1(1)按图图1-1所示连连接电电路（注意接线线前先测测量+12V电电源电压电压 ，无误误后关断电电源再接线线）。(2)接线线后仔细检查细检查 ，确认认无误误后接通电电源。、静态测态测 量实验电实验电 路中选选Re=1K，测测量各静态态工作点，计计算并填表1.1实 测实测计 算根据VCE 判断V是否工作在放大区原因VBVEICVCE是否表1.1YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 四 实验内容及步骤3.动态动态 研究(1). 测测放大器的动态动态 范围围ViV0(在谐谐振点)选选R=10K，Re=1K。把高频频信号发发生器接到电电路输输入端，电电路输输出端
4、接高频频毫伏表，选择选择 正常放大区的输输入电压电压 Vi，调节频调节频 率f使其为为10.7MHz，调节调节 CT使回路谐谐振，使输输出电压电压 幅度为为最大。此时调节时调节 Vi由0.02伏变变到0.8伏，逐点记录记录 V0电压电压 ，并填入 表1.2(仅仅供参考)。Vi的各点测测量值值可根据(各自)实测实测 情况来确定。表1.2Vi(V)0.020.080.10.20.30.40.50.60.70.8V0(V)Re=1kRe=500Re=2KYANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 四 实验内容及步骤(2).当Re分别为别为 500、2K时时，重复上述过过
5、程，将结结果填入表1.2。在同一坐标纸标纸 上画出IC不同时时的动态动态 范围围曲线线，并进进行比较较和分析。(3).用扫频仪调扫频仪调 回路谐谐振曲线线。仍选选R=10K，Re=1K。将扫频仪扫频仪 射频输频输 出送入电电路输输入端，电电路输输出接至扫频仪检扫频仪检 波器输输入端。观观察回路谐谐振曲线线(扫频仪输扫频仪输 出衰减档位应应根据实际实际 情况来选择选择 适当位置)，调调回路电电容CT，使f0=10.7MHz。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY(4).测测量放大器的频频率特性当回路电电阻R=10K时时, 选择选择 正常放大区的输输入电压电压 Vi，将高频频信号发发生
6、器输输出端接至电电路输输入端，调节频调节频 率f使其为为10.7MHz，调节调节 CT使回路谐谐振（输输出电压电压 幅度为为最大），此时时的回路谐谐振频频率f0=10.7MHz为为中心频频率，然后保持输输入电压电压 Vi不变变，改变频变频 率f由中心频频率向两边边逐点偏离，测测得在不同频频率f时对应时对应 的输输出电压电压 V0，将测测得的数据填入表1.3。频频率偏离范围围可根据(各自)实测实测 情况来确定。实验一 单调谐放大电路 四 实验内容及步骤YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 四 实验内容及步骤f(MHz)10.7V0R=10KR= 2KR=470
7、计计算f0=10.7MHz时时的电压电压 放大倍数及回路的通频带频带 和Q值值。(5).改变谐变谐 振回路电电阻，即R分别为别为 2K，470时时，重复上述测测试试，并填入表1.3。比较较通频带频带 情况。表1.3YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验一 单调谐放大电路 五、实验报告要求1.写明实验目的。2.画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点，与实验实测结果比较。3.写明实验所用仪器、设备及名称、型号。4.整理实验数据，并画出幅频特性。单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带,整理并分析原因。5.本放大器的动态范围是多少（放大倍数下降1dB的折弯点V0定义为放
8、大器动态范围），讨论IC对动态范围的影响。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验二 利用二极管函数电路实现波形转换 一、实验目的l利用二极管函数电路实现三角波正弦波的变，从而掌握非线性器件二极管折线近似特性等进行非线性变换 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验二 利用二极管函数电路实现波形转换 二、实验原理从三角波和正弦波的波形上看 , 二者主要的差别在波形的峰值附近 , 其余部分都很相似 . 因此只要设法将三角波的幅度按照一定的规律逐段 衰减 , 就能将其转换为近似正弦波 . 见图 1 所示 . -三角波正弦波变换原理示意图 2-2 二极管三角波正弦波变压变
9、压 器 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验二 利用二极管函数电路实现波形转换 二、实验原理用二极管将三角波近似转换为正弦波的实验电路见图-2 。图中 , R4 R7,D1 D3 负责波形的正半周， R8 R11,D4 D6 负责波形的的下半周， R2 和 R3 为正负半周共用电阻， R1 对输入的三角波进行降压。在波形变换的过程中 , 由于二极管的非线性特性，加上输入函数的时间关联性 , 不同时刻二极管上所承受的电压是不同的。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验二 利用二极管函数电路实现波形转换 三、实验内容1.将上下两端电阻R4、R11分别选1.2K接至
10、5V电源,测得A、B、C、D、E、F各点的分压电压。选择函数波发生器输出的波形为三角波，频率调至2KHz，VP-P调至8V,然后接入电路IN端，观察记录OUT输出波形。2.将R4、R11电阻,分别改接成2K和5.1K(即:R4=R11=2K、R4=R11=5K1),观察记录波形，测各点分压电压，并分别与接1.2K时相比较，分析原因。四、实验报告要求1.整理数据，画出波形图。2.分析改变分压电阻对正弦波的影响。 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY实验二 利用二极管函数电路实现波形转换 四、实验报告要求1.整理数据，画出波形图。2.分析改变分压电阻对正弦波的影响。 YANGTZE
11、NORMAL UNIVERSITY实验三 LC电容反馈式三点式振荡器 一、实验目的l掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握LC电容反馈式三点式振荡电路设计及电参数计算。l掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。l掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对振荡器起振及振荡的影响。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY二、实验原理1.电路组成原理及起振条件l三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路，如图-1（a）所示。图中三个电抗元件X1、X2、X3构成了决定振荡频率的并联谐振回路，同时也构成了正反馈所需的反馈网络。从相位条件看，要构成振荡器，必须满足：
12、(1)极相连的两个电抗X1、X2性质相同。(2)X1与X2、X3的电抗性质相反。l三点式振荡器有两种基本结构，电容反馈振荡器，电路如图-1（b）所示；电感反馈振荡器，电路如图-1（c）所示。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYX1X2X3(a)C1C2L(b)L1L2C(c)图 -1 三点式振荡器的组成YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 根据振幅的起振条件，三极管的跨导必须满足下列不等式 （-1） 式中： 为反馈系数； 和 分别为三极管b-e间的 输入电导和c-e间输入电导； 为等效到三极管输出端（c- e间）的负载电导和回路损耗电导之和。 （-1）式表明，起振所
13、需的跨导与 、 、 、 等有关。 如果管子的参数和负载确定后，应有一个确定的值，太大 或太小都不易满足幅度的起振条件，在确定时，除了满足 幅度的起振条件外，还必须考虑频率的稳定度和振荡幅度 等问题。 另外，提高三极管集电极静态电流IEQ，可以增大 ，但不易过大，否则 会过大，造成回路有载品质因数过低，影响振荡频率稳定度。一般取值为15mA。 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY2.频率稳定度振荡器的频率稳定度指在指定的时间间隔内，由于外界条件的变化，引起振荡器的实际工作频率偏离标称频率的程度。一般用下式表示： （-2）根据时间间隔分为长期稳定度、短期稳定度、瞬时稳定度。一般所说的
14、频率稳定度主要是指短期稳定度，即指一天内，以小时、分钟或秒计的时间间隔内频率的相对变化。产生这种频率不稳定的因素有温度、电源电压等。不同要求时，对稳定度的要求是不同的。振荡器的频率主要决定于谐振回路的参数，同时与晶体管的参数也有关，因此稳频的主要措施有：提高振荡回路的标准性；减小晶体管的影响，减小晶体管和回路之间的耦合；提高回路的品质因数。振荡回路的标准性是指振荡回路在外界因素变化时保持固有谐振角频率不变的能力。回路标准性越高，外界因素变化引起的 越小。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY图-2 LC电容反馈式三点式振荡器原理图 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
15、3. 克拉泼振荡器图-2所示为一改进型电容反馈式振荡器，即克拉泼振荡器。由图可见克拉波电路与电容三点式电路的差别，仅在回路中多加一个与C1、C2相串联的电容CT。通常CT取值较小，满足CTC1，CTC2，回路总电容C主要取决于CT。而回路中的不稳定电容主要是三极管的极间电容Cce、Cbe、Ccb，它们又都直接并接在C1、C2上，不影响CT值，结果是减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，且CT越小，这种影响越小，回路标准性也越高。实际情况下，克拉波电路的频率大体上比电容三点式电路高一个数量级，达10-410-5。振荡频率： （-3）式中： 反馈系数 （-4） YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 显然，CT越小F越小，环路增益就越小。在这种振荡电路中，减小CT来提高回路标准性是以牺牲环路增益为代价的，如果CT取值过低，振荡器就会不满足振荡条件而停振。三、
